Differentialen en integralen: Differentialen
Wat is een differentiaal?
Het begrip differentiaal kan op verschillende manieren geïntroduceerd worden: in een wat slordige maar intuïtieve stijl of wiskundig rigoureus, en in de context van wiskundige functies (als verandering van linearisaties van functies) of in wiskundige vakgebieden als infinitesimaalrekening, differentiaalmeetkunde of niet-standaard analyse. In deze module is gekozen voor de eerste aanpak.
Voorbeeld van een kwadratische functie Eerst maar eens een eenvoudig voorbeeld uit een natuurkundige context: het kwadratische verband tussen de afstand afgelegd in een tijdsduur door een voorwerp dat op tijdstip in rust is en daarna een eenparig versneld rechtlijnige beweging ondergaat met een versnelling , die in dit voorbeeld constant is. De afgelegde afstand tussen tijdstip en is exact te berekenen:
Als de tijdsduur kort is, dan is veel kleiner dan en is de laatste term in bovenstaande vergelijking verwaarloosbaar klein. Dus:
De grootheid is niet alleen de afgelegde afstand, maar representeert tegelijkertijd de positie van het voorwerp op een zeker tijdstip. Dus kan de laatstste vergelijking ook beschouwd worden als een benadering voor de verandering van positie op een tijdsinterval en die benadering is beter naarmate de verandering van tijd kleiner is. Let wel, het gaat dus hier om een verband tussen veranderingen van twee grootheden (positie en tijd). Om aan te geven dat de veranderingen verwaarloosbaar klein zijn (‘infinitesimaal’) gebruikt men de symbolen en , en dan kan de benadering als een gelijkheid